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表面张力系数英文解释翻译、表面张力系数的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 surface tension coefficient

分词翻译:

表面的英语翻译:

surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface

张的英语翻译:

exaggerate; open; set out; sheet; spread
【机】 sheet

力系的英语翻译:

【化】 system of forces

数的英语翻译:

a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number

专业解析

表面张力系数(surface tension coefficient)是描述液体表面收缩趋势的物理量,定义为液体表面单位长度所受到的力或单位面积表面能的增量。其国际单位为牛顿每米(N/m),常用符号γ或σ表示,数学表达式为:

$$ σ = frac{F}{L} $$

其中F为作用于液体表面的力,L为作用边界的有效长度。从热力学角度,表面张力系数也可表示为系统表面能随面积变化的导数:

$$ σ = left( frac{∂E}{∂A} right)_{T,V,n} $$

该参数具有显著的温度依赖性,如水的表面张力系数在20℃时为0.0728 N/m,当温度升至100℃时降至0.0589 N/m。不同液体表面张力差异显著,汞的室温表面张力系数(0.465 N/m)约为乙醇的6倍。

在工程实践中,表面张力系数影响着毛细现象、润湿行为和液滴形态。例如医疗领域利用表面张力开发微流体检测芯片,航空航天工业通过调控表面张力优化燃料供给系统。实验测定多采用环形法(Du Noüy法)或毛细上升法,其中毛细管法测量精度可达±0.1 mN/m。

参考来源:

  1. 《大学物理》第三版,高等教育出版社
  2. NIST Chemistry WebBook物理常数数据库
  3. 《物理化学》第七版,天津大学出版社
  4. Langmuir期刊2023年界面现象专题综述

网络扩展解释

表面张力系数是描述液体表面收缩能力的物理量,其核心定义、物理意义及相关特性如下:

一、定义与单位

  1. 基本定义:表面张力系数(σ)表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。例如,若液面被长度为$L$的直线分割,两部分间的垂直拉力为$F$,则满足关系: $$ σ = frac{F}{L} $$ 单位为牛顿每米(N/m)。

  2. 能量角度定义:在等温条件下,表面张力系数等于增加单位表面积时所需的能量,即: $$ σ = frac{ΔE}{ΔS} $$ 此时单位为焦耳每平方米(J/m²),对应吉布斯自由能对面积的偏导数。

二、物理意义

  1. 表面收缩能力:反映液体表面抵抗扩张的能力,例如水滴趋于球形以减少表面积。
  2. 功的表示:将液面扩大或缩小单位面积时,表面张力所做的功等于σ。

三、特性与影响因素

  1. 液体种类差异:不同液体σ值差异显著。例如:
    • 水(常温下约72 mN/m);
    • 熔融金属(数百mN/m);
    • 液氢、液氦(极小)。
  2. 温度影响:温度升高,分子间作用力减弱,σ值减小(如水温升高时表面张力降低)。

四、相关公式与应用

在流体力学中,表面张力引起的压力差由拉普拉斯方程描述: $$ Δp = σ left( frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} right) $$ 其中$R_1$、$R_2$为曲率半径。此公式用于分析毛细现象、液滴形成等场景。


表面张力系数是液体表面特性的核心参数,综合体现了分子间作用力的宏观表现。如需进一步了解具体液体的σ值或实验测量方法,可参考权威物理教材或研究文献。

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